JP6272275B2 - Digital printing of plastic containers - Google Patents
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Description
(関連出願)
本願は、本明細書中に参考として組み入れられる2006年11月22日付け出願の米国特許第11/562,655の利益を供与されたものである。
(技術分野)
この発明は概略的には印刷されたデジタル画像をその上に有するプラスチック容器(プラスチック製容器)、特に曲面を備えた容器、およびプラスチック容器に画像を印刷するための方法に関するものである。
(Related application)
This application is provided with the benefit of US Patent No. 11 / 562,655, filed November 22, 2006, which is incorporated herein by reference.
(Technical field)
The present invention generally relates to a plastic container (plastic container) having a printed digital image thereon, in particular a container with a curved surface, and a method for printing an image on a plastic container.
プラスチック容器の曲面に印刷を行うための従来技術には、いくつかの制約や欠点がある。この種の技術は、容器、特に非平面(平面ではない)である表面を有する容器に商業的に受け入れられる画像(イメージ)を設けること難しくしている。さらに、受け入れられる速度および妥当なコストで多色のデジタル画像(デジタルイメージ)を容器に効率良く設けるための技術が求められている。 The prior art for printing on the curved surface of a plastic container has some limitations and disadvantages. This type of technology makes it difficult to provide commercially acceptable images on containers, especially containers having surfaces that are non-planar (not planar). Further, there is a need for a technique for efficiently providing a multicolor digital image (digital image) on a container at an acceptable speed and reasonable cost.
本発明は、非平面の外面を有する容器上に1以上のデジタル画像を印刷するための技術を提供するものである。デジタル画像は容器上にインクの液滴(小滴)技術を応用することで印刷される。インクの液滴は、直径が約10〜約200μmの間で変化するものであり、また液滴は、2.54cm(インチ)当たり約200〜約1200滴で分布しており、この範囲で液滴が使用される。プラスチック容器にデジタル印刷するための方法も開示されている。 The present invention provides a technique for printing one or more digital images on a container having a non-planar outer surface. Digital images are printed on a container by applying ink droplet technology. The ink droplets vary in diameter from about 10 to about 200 μm , and the droplets are distributed from about 200 to about 1200 droplets per 2.54 cm ( inches ). Droplets are used. A method for digital printing on plastic containers is also disclosed.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態ないし実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments or examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施例を詳細に説明する。実施例の一例は、添付図面に例示されており、以下に説明する。本発明を実施例に関連して説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。一方、本発明は、添付の特許請求の範囲により限定される発明の技術思想および範囲内に含まれる代替、変更および同等物の範囲に及ぶものである。 Examples of the present invention will be described in detail. An example of an embodiment is illustrated in the accompanying drawings and will be described below. The present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. On the other hand, the present invention covers a range of alternatives, modifications and equivalents included in the technical idea and scope of the invention limited by the appended claims.
図1には、非平面の表面20を有する容器10の一部が概略的に例示されている。容器の表面20上には、複数のインクの液滴(小滴、粒子)30が分散配置されて示されている。インクの液滴ないしインク液滴30は集合して塗布パターンの一部を形成しており、一方、この塗布パターンは予め定められたデジタル画像の全部または一部を形成している。塗布パターンは、格子型ないし格子状パターン、例えば図示された格子パターン、あるいは、これに代えて、他の管理あるいは規定された塗布パターンの形態でも良い。さらに、概略的に示したように、1以上の隣接するインクの液滴30は互いに重なり(重複)ないし混ざり(混合)合って、重なり部分32を形成している。
FIG. 1 schematically illustrates a portion of a
図2は、重なり部分32を備えた一連のインクの液滴39の側面図であり、インクの隣接領域34が示されている。断面から見ると、インクの隣接領域は、第1の滴端(液滴の端)36から第2の滴端38に延在している。図3により良く示されているように、実施例によっては、図においてインクの液滴30aおよび30bにより表されたインクの液滴の接触角(端の角度)は、約5度から約25度まで分布している。さらに、特定の実施例においては、接触角は約12度から15度の間に分布する。
FIG. 2 is a side view of a series of ink droplets 39 with overlapping
所要ないし所望のデジタル画像に応じて、個々のインクの液滴によって、例えばシアン(赤緑色)、マゼンダ(赤紫色)、および黄色の如き主要ないし基礎的な印刷用の色を含む、種々の公知の色が構成される。さらに、重なり領域における特定の色の重ね合わせないし組合せを調節または制御することで、重なり領域32に追加ないし付加的なプロセスカラーを設けることができる。また、インクの液滴は硬化性(硬化型)のものでも良い。例えば、UV硬化性(紫外線硬化性)のインクの液滴によってデジタル画像の全部ないし一部を構成しても良い。
Depending on the desired or desired digital image, a variety of known, including primary or basic printing colors such as cyan (red-green), magenta (red-purple) and yellow, depending on the individual ink droplets. The color is composed. Furthermore, additional or additional process colors can be provided in the
単一のデジタル画像に関連したものを含む、個々のインクの液滴30は、その直径Dが約10μmから約200μmで変化させることができる。特定の実施例では、液滴の直径Dは約30μmから約90μmの範囲とすることができる。また、デジタル画像を形成するために容器の表面に設けるインクの液滴の塗布は、2.54cm(インチ)当たりの滴数(DPI)が約200から約1200、つまり約200から約1200滴/2.54cm(インチ)であり、実施例においては300DPIから1200DPIとすれば良い。こうして得られた容器表面上に形成されたデジタル画像は、限定されることはないが例えば、ラベルの形態であり、色付きのテキスト(字句)やグラフィックス(図形や画像)を含む、テキストおよび/またはグラフィックスを含ませることができる。
本発明の実施例に係わるインク液滴塗布システム40は、図4に示されている。概略的に例示したように、非平面(例えば、楕円面、球面、単なる通常の曲面)の表面20を含む(あるいは含む可能性のある)複数の容器10は、移送ないし運搬され、印刷サブシステム50を通過する。印刷サブシステムは、1以上の印刷ヘッド60、印刷ヘッドの容器に対する上下の位置を制御するための少なくとも1つのアクチュエータ70、1以上の印刷ヘッドに1以上の種類の色のインクを供給するための供給装置62、およびインクの温度を少なくとも一部調整ないし制御する機能を有する温度制御装置64を含んでおり、また複数の流体ライン66を含ませることもできる。
An ink
実施例によっては、温度制御装置は流体加熱ユニットおよび加熱された水または他の流体を循環させる1以上のポンプを含ませることができる。必要ならば、流体は閉じた回路内で循環させれば良い。図5はシステム40の実施例を示しており、個々の印刷ヘッド60にはインクライン(インク用配管)65を通してインクが供給され、また例えば複数の水ライン(水用配管)を含んでいる。水ラインは、回路を含ませことができ、また入力ライン66aと供給戻しライン66bを含んでいる。実施例においては、水ライン(例えば戻しライン66b)はインクライン65の周囲を包んでいる。必要ならば、例示した水ライン66bのような流体ラインは、インク源から印刷ヘッドまでの間においてインクライン65の周囲を包ませても良い。あるいは、流体の流れを逆転させると共に、入力流体ラインをライン66bに、また出力流体ラインを66aにしても良い。いずれにしても、このような流体ラインにより、関連する印刷ヘッドが上下動する際にシステム全体においてインクを所望の温度に維持するために役立つ。
In some embodiments, the temperature control device can include a fluid heating unit and one or more pumps that circulate heated water or other fluid. If necessary, the fluid may be circulated in a closed circuit. FIG. 5 shows an embodiment of the
処理される容器の表面までインクの液滴を供給するため、印刷ヘッド内においてインクは特定の温度ないし所望の温度範囲に維持される。本発明の実施例において、インクは印刷ヘッド内部において(つまり、分散ないし塗布の直前において)約40℃から約50℃の温度に維持される。 Ink is maintained in the print head at a specific temperature to a desired temperature range to supply ink droplets to the surface of the container to be processed. In an embodiment of the present invention, the ink is maintained at a temperature of about 40 ° C. to about 50 ° C. within the print head (ie, immediately before dispersion or application).
図4において、各容器10はコンベアにより運搬されるように概略的に示されている。しかしながら、本発明はこのような運搬の手段に限定されないことが重要である。すなわち、印刷される表面が印刷ヘッド60に動作中において妨害ないし遮られることがないと共に印刷される表面の位置が印刷サブシステムに対して十分な空間を確保できて表面からの制御された距離を維持するように印刷ヘッドを位置決めできるという条件で、各容器は他の方法および他の容器取扱技術を使用して印刷サブシステム50を通過するように運搬しても良い。例えば、限定ではないが、各容器は、印刷ヘッドを通過する取付具やホルダ内に一時的に保持するようにしても良い。
In FIG. 4, each
塗布システム40には、追加的に、レーザスキャナのようなスキャン装置(走査装置、読取装置)80を含ませることができる。スキャン装置80は、容器が印刷サブシステム50を通過する前に各容器の印刷される表面をスキャン(走査)するために使用される。スキャン装置80は、例えば表面の変動(ばらつき)や曲率(屈曲、湾曲)データを含む、印刷される容器の表面に対する表面プロフィールデータを捕獲することができる。実施例では、スキャンされた表面データはシグナルコンデショナ82に伝達され、このコンデショナはデータを調整すると共にデータあるいは調整したデータをプロセッサ84に伝達する。プロセッサ84は情報を処理すると共に動作制御信号を動作コントローラ86に供給し、このコントローラは、1以上の印刷ヘッド60を(移動する容器の表面に対しておよび連動して)所要の位置(地点)に時間内に位置決めするために、制御信号をアクチュエータ70に供給する。
The
ここで、重要なことは、塗布システム40は、独立した個別のスキャン装置、シグナルコンデショナ、プロセッサ、動作コントローラ、および/またはアクチュエータを有する構成のものに限定されないことである。すなわち、本発明の技術思想の範囲内において、これら構成要素は種々の組合せで提供され、あるいはこれらの機能を種々の作動的な組合せで組み合わせることができる。例えば、最も単純化した実施形態では、スキャン装置が容器の表面のデータを作成し、このデータを直接的ないし間接的に印刷ヘッド(あるいは印刷ヘッドの位置を制御するアクチュエータあるいはコントローラ)に伝達することで、容器が印刷ヘッドを通過する際に印刷ヘッドと印刷される容器の表面との間の距離が制御される。
Here, it is important that the
印刷サブシステムは各印刷ヘッド60の位置を制御し、これにより、非平面の表面であっても、容器の表面に対して規定されあるいは制御されたオフセット量を確実に維持することができる。例えば、図6に示したシステムの実施例で概略的に例示したように、システム40は、インクを分配ないし吐出する印刷ヘッドの一部とインクの液滴を受ける容器の表面との間のスタンドオフ距離SDを1mm±0.3mmに維持するように構成される。ここで、本発明の実施例では、スタンドオフ距離SDは、(インクが塗布される時に)インクを供給する印刷ヘッド60の一部とインクの液滴を受ける容器の表面との間の距離に特に関連していると言える。つまり、インクを塗布する印刷ヘッドの一部と一致しない印刷ヘッドの部分はスタンドオフ距離SDと関連ないし対応する空間に侵入することがある。但し、このような侵入によって印刷ヘッドと容器との間の物理的な干渉ないし衝突が生じないことが前提である。
The printing subsystem controls the position of each
図4をさらに参照して、システム40の実施例において、各容器は印刷ヘッドを一定ないし実質的に一定の速度で通過する。しかしながら、このシステムの実施例は、システム内において1以上のステージないし段階で各容器の移動速度(つまり、速度V)を決定し、モニタ(監視)し、および/または制御するセンサを含むものでも良い。システム40は、例えば、これらの情報をプロセッサないしコントローラに供給し、印刷ヘッドを通過する容器の一定あるいは一定ではない移動に対して調節するように印刷ヘッドの動作を調和ないし連動させる。さらに、このような制御機能を持たせると共に印刷ヘッドを通過する容器に対する印刷ヘッドの位置および動作を調節ないし連動するために、システムに1以上のフィードバック制御システムを組み込むこともできる。
With further reference to FIG. 4, in an embodiment of the
特定の用途においては、印刷サブシステム50に入る前に容器を前処理しても良い。前処理は、例えば、容器の表面の温度を高めてインクの液滴の接着ないし結合性を高めるために使用される。いくつかの公知の前処理の技術として、限定的ではないが、火炎処理、コロナ処理、およびプラズマ処理などが挙げられる。しかしながら、本発明はこれら前処理の選択肢に制限されるものではない。
In certain applications, the container may be pretreated before entering the
さらに、システム40は、デジタル画像を印刷する前に、容器の表面の一部にベースコートの塗布を提供する。例えば、図7はベースコート90に塗布されるインクの液滴30の側面図を概略的に示している。図において、液滴の接触角(あるいは端の角度)は矢印92aで特定され、またベースコートの接触角は矢印92bで特定されている。実施例によっては、インクの液滴および/またはベースコートに関連する接触角は約5度から約25度の間であり、特定の用途では両者(両方の角度)は約12度と約15度の間である。ベースコートは、インクの液滴の塗布を改善するために機能し、および/または視覚的な特性を提供するための材料から構成される。必要ならば、全部または一部のベースコートは、容器の表面の少なくとも一部にデジタル印刷しても良い。本発明の実施例では、1以上のデジタル画像がベースコート上に全部が印刷される。さらに、いくつかの用途では、ベースコートの一部および/または容器の表面の一部はデジタル画像の一部で形成しても良い。例えば、所要のデジタル画像が容器、あるいはベースコート(該当する場合)の表面の色と十分に一致ないし調和する色を含む場合には、そのような部分にはインクの分配を制御して避けるように印刷システムをプログラムできる。
In addition, the
再び図4を参照して、システム40はさらにデジタル画像に関連するインクの液滴を硬化するための手段を含んでも良い。例えば、UV硬化性インクを塗布する場合には、硬化するための手段は1以上のUVランプ(紫外線ランプ)100を含むものである。さらに、容器の表面上に印刷されたデジタル画像は、定められた期間内で硬化するように処方される。例えば、実施例において、デジタル画像は、インクの液滴が容器の表面に接触した後の0.5秒から5秒の間に硬化される。
Referring again to FIG. 4, the
塗布システム40はさらに、最終的なデジタル画像をスキャンする印刷後スキャナ(図示せず)を含んでも良い。このシステムは次いで、所定の容器上に印刷された画像が所定ないし設定された基準を満たすか否かを査定するために後印刷データを評価し、この基準は画像の質に通常は関連している。容器に印刷された画像がこの所定ないし設定された基準に合致しない場合、連絡がなされ(アラームや作業者への通知)ると共に当該容器は追加の査定および廃棄あるいは作り直しのための区域に送られる。
The
本発明の特定の実施例ないし実施形態についての以上の説明は例示および説明のためのものであり、本発明を説明したような形態に限定することを意図したものではなく、上記の教示内容から種々の変更や変形が可能である。各実施例は本発明の原理およびその実用的な応用例を説明するために選定および説明されており、当業者には、意図する特定の王とに適した種々の実施例および種々の変形例に利用することができる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲およびその同等物により規定される。 The foregoing descriptions of specific examples or embodiments of the present invention are intended to be illustrative and illustrative, and are not intended to limit the present invention to the forms described. Various changes and modifications are possible. Each embodiment has been chosen and described in order to explain the principles of the invention and its practical application, and those skilled in the art will appreciate that various embodiments and variations suitable for the particular king intended. Can be used. The scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.
10 容器
20 表面
30、30a、30b 液滴
40 インク液滴塗布システム
50 印刷サブシステム
60 印刷ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記インクの液滴(30)が直径10から200μmで変化し、および
前記インクの液滴が2.54cm(インチ)当たり200から1200滴で分布しており、
容器がベースコートを含んでおり、
前記ベースコートがデジタル的に印刷されたベースコートであり、
前記デジタル画像が前記ベースコートの少なくとも一部の上に印刷され、
前記ベースコートの一部がデジタル画像の一部を形成する、プラスチック容器。 A container having a non-planar outer surface (20) and a digital image formed by ink droplets (30);
The ink droplets (30) vary in diameter from 10 to 200 μm, and the ink droplets are distributed from 200 to 1200 droplets per 2.54 cm (inch);
The container contains a base coat,
The base coat is a digitally printed base coat;
The digital image is printed on at least a portion of the base coat ;
Some of the base coat that form a part of the digital image, plastic containers.
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